八人表决器

河南城建学院本科课程设计报告河河南南城城建建学学院院电子技术基础课程设计报告题目：表决器电路设计姓名：丁新学号：091412109专业班级：0914121指导老师：弓亚超所在院系：电气与信息工程学院2014年6月19日河南城建学院本科课程设计报告1摘要本次设计的八人表决器，是投票系统中的客户端，是一种代表投票或举手表决的表决装置。表决时，与会的有关人员只要按动各自表决器上“赞成”“反对”“弃权”的某一按钮，表决结果栏上即显示出表决结果。在八人表决器中8个人分别用手指拨动开关SW1、SW2来表示自己的意愿，如果对某决议同意，各人就把自己的开关SW1拨到高电平（上方），不同意就把自己的开关SW1拨到低电平（下方），弃权就把自己的开关SW2拨到高电平(上方)。表决结果通过点亮封装在白色盒中的LED（高电平亮），从而显示出盒子外表的文字，分别为:同意,反对,弃权。在弃权人数少于三人(包括三人)的前提下，如果决议通过那么实验板上LED亮,显示同意；如果不通过那么实验板上另一个LED亮，显示反对；如果对某个决议有任意四人(不包括四人)同意，那么此决议通过；如果对某个决议只有四人以下(包括四人)同意，那么此决议不通过。在弃权人数多于三人时，那么此次表决作废，等下一次再议。此论文中对于表决器的设计具体可以分为三个部分，分别为:投票数的统计电路,决议的判断电路,表决的效果电路，他们的功能分别为：通过74LS183双全加器的合理组合对同意和弃权的选票进行统计得出票数；通过使用74LS85数据比较器对得出的票数进行判断得出表决的结果；接收得出的表决结果输入效果电路从而通过文字反映表决的最终结果。关键词：投票系统系统；74LS183双全加器；数据比较器河南城建学院本科课程设计报告2目录1概述....................................................................32系统总体方案及硬件设计...................................错误!未定义书签。2.1八人表决器的概述....................................................42.1.1八人表决器的功能描述...........................................42.2组合逻辑电路的分析..................................................52.2.1组合逻辑电路的分析.............................................52.2.2分析组合逻辑电路的一般步骤.....................................52.3该表决器的设计思路..................................................53各模块设计..............................................................73.1设计逻辑图..........................................................73.1.1投票数的统计电路...............................................73.1.2决议的判断电路.................................................83.1.3表决的效果电路................................................103.1.4八人表决器的全图……………………………………………………………114软件仿真.................................................................103.2.1投票数的统计电路..............................................113.2.2决议的判断电路................................................133.2.3表决的效果电路................................................165课程设计体会………………………………………………………………………………19参考文献河南城建学院本科课程设计报告31概述表决器（votingmachine），是投票系统中的客户端，是一种代表投票或举手表决的表决装置。表决时，与会的有关人员只要按动各自表决器上“赞成”、“反对”、“弃权”的某一按钮，荧光屏上即显示出表决结果。目前，表决器可分为有线表决器和无线表决器两大类，其中有线表决器已经退出此项市场，而无线投票表决器已成为市场主流。系统功能常规表决对会议各项议题进行“赞成”、“反对”、“弃权”表决。与会人员表决后，计算机可统计出各项议题的得票数及百分数。投票选择功能投票选择表决：数字“0”至“9”，单选、多选等模式。若有选择问题的会议，某一问题有多个选项供大家选择，与会人员可按手持表决器的数字“1”至“9”，选择所支持的选项。与会人员选择后，计算机可统计出各选项的得票数及百分数。数字评分功能用于人员工作成绩评定、投标评表、项目最终成果评定、干部考核评定选拔、招聘人员评定、知识竞赛等。利用题库功能，根据具体要求首先输入相应需评定内容，然后与会人员对评定内容，进行打分评定。对评分结果有多种计算方式，客户可设定，例如:是否去掉最高分、最低分等。民主评议功能对工作人员的表现划分为：“优秀”，“好”，“一般”，“差”，“很差”，利用题库功能，首先输入评定内容，可对某人的多项表现分别进行评定，无线手持表决器有对应“优秀”，“好”，“一般”，“差”，“很差”，按键。河南城建学院本科课程设计报告42系统总体方案及硬件设计2.1八人表决器的概述2.1.1八人表决器的功能描述在八人表决器中八个人分别用手指拨动开关SW1、SW2来表示自己的意愿，如果对某决议同意，各人就把自己的开关SW1拨到高电平（上方），不同意就把自己的开关SW2拨到高电平（上方），弃权就把自己的开关SW2拨到低电平(下方)。表决结果通过点亮封装在白色盒中的LED（高电平亮），从而显示出盒子外表的文字，分别为:同意,反对,弃权。在弃权人数少于三人(包括三人)的前提下，如果决议通过那么实验板上LED亮,显示同意；如果不通过那么实验板上另一个LED亮，显示反对；如果对某个决议有任意四人(不包括四人)同意，那么此决议通过；如果对某个决议只有四人以下(包括四人)同意，那么此决议不通过。在弃权人数多于三人时，那么此次表决作废，等下一次再议。2.1.2八人表决器的逻辑功能表决结果是建立在多数人决策地基础上的。弃权人数不多于3人时A0A1A2A3B0B1B2B3X(再议)Y(同意)Z(反对)--------000****0000001***11111010弃权人数多于3人********100表2-1-1为八人表决器的真值表，表格中A0~B3分别代表八人的投票结果，为表决器的输入项，且顺序不定。X，Y，Z则代表三种不同的结果，为表决器的输出项，所指的意义分别为再议,同意,反对。*表示状态不定。考虑到八人表决器共有82256种情况，根据以上的真值表可想而知，如果将X，Y，Z三个输出项用逻辑表达式表示会非常冗长，且不便于观察，想通过逻辑表达式得到逻辑电路图更是天方夜谭。河南城建学院本科课程设计报告52.2组合逻辑电路的分析2.2.1组合逻辑电路的分析图2-2此图为八人表决器整体逻辑电路图的逻辑结构。首先表决者通过自己的抉择对开关进行操作，从而得到一系列高低电平。这些高低电平依次接入表决器在左边的8个输入口，作为电路分析的基础信号。然后将信号依次通过投票数的统计电路,决议的判断电路,表决的效果电路。最后人们可以从表决的效果电路模块中直观、明显的看到表决后的结果。2.2.2分析组合逻辑电路的一般步骤⑴分析课程设计对制作八人表决器的要求，熟悉数值比较器的工作原理和使用方法；⑵根据(1)中的分析，得出八人表决器的真值表；⑶通过以上分析得出可以将八人表决器逻辑电路图划分为三部分，分别为投票数的统计电路,决议的判断电路,表决的效果电路。具体的逻辑电路的功能见3.1节或摘要；⑷根据对设计要求的分析和真值表对逻辑电路进行分析和优化，从而最后确定其功能和电路结构；2.3该表决器的设计思路八人多数表决，只要在规定时间内，赞成人数大于或等于五，则表决通过。因此，只需将每位表决人的结果相加，判断结果值。设八个开关作为表决器的八个输入变量，输入变量为逻辑“1”时，表示表决者“赞成”；输入变量为“0”时，表示表决者“不赞成”。输出逻辑“1”时，表示表决“通过”；输出逻辑“0”时，表示表决“不通过”。当表决器的八个输入变量中有4个以上（不含4个）为“1”时。则表决器输出为“1”；否则为“0”。河南城建学院本科课程设计报告63各模块设计3.1设计逻辑图3.1.1投票数的统计电路投票人通过SW1，SW2输入信号灯的开关，向A0~B3共8个输入端输入同意和反对的信号。向C0~C7输入弃权的信号。信号通过投票数的统计电路分别计算同意的信号值二进制数值，和弃权的信号值二进制数值。已知74LS183双全加器的功能是在半加器的基础上，在将两个多位二进制数相加时，除了最低位以外，每一位都考虑来自地位的进位，即将两个对应位的加数和来自低位的进位3个数相加。首先对8个信号利用4个74LS183对其两两相加得到4个两位二进制数。接着利用2个74LS183组合成2位串行进位加法器，处理第一步得到的4个两位二进制数，得到2个三位二进制数。最后利用3个74LS183组合成3位串行进位加法器，处理第二部得到的2个三位二进制数。从以上一系列的数据处理最终得到输入信号的二进制数值，为四位二进制数。具体电路连接见下图：图3-1-1河南城建学院本科课程设计报告73.1.2决议的判断电路设计3.1.1中的电路目的是为了统计表决中同意数和弃权数(其中反对数可以通过对同意的状态求反而得到，故此处不在重复计算)，利用这些数据可以再决议的判断电路中利用4为数值比较器74LS85，根据题设要求进行比较从未对表决情况进行分类，为下一步对决议结果进行效果显示做准备。从电路图中可以看出S0~S3，D1~D4八个输入端，分别为同意信号的二进制数值和弃权信号的二进制数值。X，Y，Z分别代表“弃权”、“同意”、“反对”的信号输出端口，用他们接入3.1.3中的三个输入端口。对于“同意”的决议，有题设知，当弃权的人不多于3人时，得到超过半数的投票者的投票，表决结果才为同意。反之为反对。于是在电路中，首先对左边的数值比较器(同意信号的比较)的B3~B0端赋值为0100，对右边的数值比较器(弃权信号的比较)的B3~B0端赋值为0011。其中高电平为接正5V的VCC,低电平为接地。通过输入的数据和预存的数据进行比较，从而得到分类。左边的数值比较器输出端OAGTB代表A的数值大于0100(即投“同意”的人数大于4人),OAEQB和OALTB的结合代表“反对”。右边的数值比较器的输出端OAGTB代表A的数值大于0011(即投弃权的人数大于3人)，表明此次表决无效，得再议。OAEQB和OALTB的结合代表此次表决成立，可以进行下一步的处理。它与左边表示“同意”和“反对”的输出端相连从而得到八人表决器的分类结果：“同意”，“反对”。具体电路见下图：河南城建学院本科课程设计报告8图3-1-2河南城建学院本科课程设计报告93.1.3表决的效果电路对于得到的三种结果的电平信号X,Y,Z分别输入进入此电路中，根据发光二极管的点亮与否，显示各自盒子上映的“再议”，“同意”，“反对”字样，从而实现设计要求。具体电路细节见下图：图3-1-3河南城建学院本科课程设计报